本發(fā)明屬于液壓機技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種閘式剪板機液壓系統(tǒng)的控制方法。
背景技術(shù)：
剪板機是用一個刀片相對另一刀片作往復直線運動剪切板材的機器，是借于運動的上刀片和固定的下刀片，采用合理的刀片間隙，對各種厚度的金屬板材施加剪切力，使板材按所需要的尺寸斷裂分離。剪板機分為機械式剪板機和液壓式剪板機，機械式剪板機能剪切的鋼板厚度一般在10mm以下，而液壓式剪板機多用于剪切6mm以上的鋼板。液壓式剪板機又分為擺式剪板機和閘式剪板機，閘式剪板機與擺式剪板機相比較，具有剪切精度高、剪切角度可調(diào)、刃口使用壽命長的優(yōu)點。
剪板機的液壓系統(tǒng)對于其性能至關(guān)重要，但現(xiàn)有閘式剪板機的液壓系統(tǒng)還存在很多問題。在結(jié)構(gòu)上，現(xiàn)有液壓系統(tǒng)為滿足各種功能需要，往往較為復雜，使用板式閥、多位多通電磁閥等等以力求達到各種功能要求，但是龐雜的系統(tǒng)會導致系統(tǒng)穩(wěn)定性的下降，液壓油在管路、元器件中穿行行程增加，系統(tǒng)噪音增大，泄露可能性增大，壓力損失嚴重，且液壓油升溫嚴重，而且復雜的液壓系統(tǒng)，造成設備笨重，生產(chǎn)成本高，后期也難以維護。在功能上，現(xiàn)有的閘式剪板機液壓系統(tǒng)功能不夠全面，不能適應各種應用環(huán)境，比如，壓料動作不能單獨控制，壓料油缸的壓料壓力不能調(diào)節(jié)，實現(xiàn)壓料、剪切的順序功能不太可靠，在壓料時，如果壓料力不夠，被剪板料在剪切過程中將產(chǎn)生位移，特別在剪切終了時位移更為明顯，這樣會使被剪板料尺寸偏差增大；如果壓料力過大則使被剪板料表面產(chǎn)生壓痕，同時還增大了壓料缸對機架和壓料梁的載荷，為了保證機架和壓料梁的強度和剛度，只有增大機架和壓料梁的橫截面面積，從而增大了剪板機整體重量，加大了剪板機的制造成本；另外，對于后期系統(tǒng)檢修維護等情況考慮不夠全面，造成系統(tǒng)檢修維護困難。
現(xiàn)有技術(shù)中對閘式剪板機的液壓系統(tǒng)研究已有很多，如中國專利申請?zhí)枮椋?01310709619.5，公開日為：2014年3月19日的專利文獻，公開了一種大型閘式剪板機液壓系統(tǒng)，包括與刀架連接的油缸、油箱、液壓動力部分和液壓控制閥，油缸包括主油缸和副油缸，主油缸的有桿腔與副油缸無桿腔連接后形成串聯(lián)油缸同步驅(qū)動刀架上下運動；還包括連接在刀架端部、用于支撐刀架的平衡油缸，平衡油缸為兩個，平衡油缸的油口與蓄能器連接形成密閉空間，該密閉空間中充有一定壓力的、用于平衡刀架重力的液壓油。該方案只適用于大型閘式剪板機，其結(jié)構(gòu)復雜，設備笨重，生產(chǎn)和維護成本高。
又如，中國專利申請?zhí)枮椋?00620158152.5，公開日為：2007年10月31日的專利文獻，公開了一種閘式剪板機的液壓裝置，在刀架體兩端分別固定主油缸和副油缸,主油缸的進油管通過電磁換向閥和雙向高壓截止閥連通，該閥分別和供油電機、過濾網(wǎng)連接，過濾網(wǎng)的進油端口伸到油缸內(nèi)，并且雙向高壓截止閥的另一路通過先導式溢流閥和電磁換向閥，單向閥接至副油缸的出油口，副油缸的進油口和主油缸的出油口連通，形成液壓回路。該方案功能簡單，壓料動作不能單獨控制，系統(tǒng)穩(wěn)定性較差，未考慮檢修維護等操作。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
1、要解決的問題
針對現(xiàn)有閘式剪板機的液壓系統(tǒng)存在結(jié)構(gòu)復雜，導致設備體積龐大笨重，生產(chǎn)成本高，降低設備穩(wěn)定性，以及不能適應各種操作環(huán)境的問題，本發(fā)明提供一種閘式剪板機液壓系統(tǒng)的控制方法，該系統(tǒng)相比于現(xiàn)有的液壓系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)大大簡化，降低了生產(chǎn)成本，系統(tǒng)運行穩(wěn)定且能滿足多種操作需求，壓料動作可單獨控制且壓力可控，也方便檢修維護。
2、技術(shù)方案
為解決上述問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案。
一種閘式剪板機液壓系統(tǒng)的控制方法，它包括：
①系統(tǒng)卸荷待機狀態(tài)控制
YV0、YV1、YV2和YV3均斷電，油泵啟動，壓力油經(jīng)電磁溢流閥Ⅰ流回油箱，系統(tǒng)處于卸荷待機狀態(tài)；
②預壓料控制
YV0得電，壓力油經(jīng)過單向閥Ⅱ進入壓料缸，壓料缸活塞下行壓緊板料；當YV2得電，在壓料缸本身彈簧力作用下，壓料缸內(nèi)液壓油釋放回油箱，壓料缸回到上死點，解除壓料；
③剪切控制
YV0、YV3得電，壓力油進入壓料缸，壓料缸活塞下行壓緊板料，當系統(tǒng)壓力超過順序閥的預設壓力，壓力油經(jīng)順序閥進入主油缸的無桿腔，主油缸和副油缸同步驅(qū)動刀架下行，且回程油缸有桿腔內(nèi)液壓油被壓入蓄能器內(nèi)，為刀架的回程蓄能；
④回程控制
YV2得電，其它電磁閥斷電，在壓料缸彈簧的拉力作用下，壓料缸內(nèi)液壓油被釋放回油箱，壓料缸回程，松開板料；同時，主油缸無桿腔與油箱連通，蓄能器驅(qū)動回程油缸推動刀架上行，直至上死點；
⑤刀架剪切角減小控制
YV0和YV1得電，打開截止閥Ⅱ，壓力油經(jīng)開關(guān)閥進入主油缸的有桿腔和副油缸的無桿腔，副油缸活塞開始下行，刀架在副油缸的驅(qū)動下和工作臺的夾角逐漸減小；當YV0和YV1斷電后，主油缸和副油缸被鎖定，刀架剪切角被固定，關(guān)閉截止閥Ⅱ，完成剪切角減小動作；
⑥刀架剪切角增大控制
YV1得電，打開截止閥Ⅱ，副油缸無桿腔內(nèi)的液壓油在回程油缸的驅(qū)動下被壓回油箱，副油缸活塞上行，刀架在副油缸的驅(qū)動下和工作臺的夾角逐漸增大；當YV1斷電，主油缸和副油缸被鎖定，刀架剪切角被固定，關(guān)閉截止閥Ⅱ，完成剪切角增大動作；
⑦蓄能器充液控制
YV0得電，系統(tǒng)建立壓力，調(diào)整順序閥的充液壓力為12～16MPa，開啟截止閥Ⅰ，壓力油經(jīng)截止閥Ⅰ進入蓄能器，回程油缸內(nèi)液壓油壓力逐漸變大，刀架在回程油缸的作用力下上升至死點；當壓力達到順序閥調(diào)定的充液壓力后壓力值趨于穩(wěn)定，此時關(guān)閉截止閥Ⅰ，結(jié)束蓄能器充液，重新調(diào)定順序閥的工作壓力到預設值，完成蓄能器充液；
⑧油缸充液控制
打開截止閥Ⅰ，釋放蓄能器內(nèi)的液壓油使刀架下落至下止點，打開截止閥Ⅱ，再將副油缸頂部的排氣螺塞松開，啟動油泵，YV0和YV1得電，液壓油進入主油缸的有桿腔和副油缸的無桿腔內(nèi)，監(jiān)視排氣螺塞，開始有油液從排氣螺塞溢出時暫停充液操作，五分鐘后繼續(xù)進行充液操作，反復幾次以上操作，直到排氣口沒有氣體排出，油缸內(nèi)已充滿油液，最后將排氣螺塞鎖緊；
其中，YV0表示電磁溢流閥Ⅰ的電磁鐵，YV1表示開關(guān)閥的電磁鐵，YV2表示二位二通電磁閥的電磁鐵，YV3表示電磁溢流閥Ⅱ的電磁鐵。
進一步地，所述的閘式剪板機液壓系統(tǒng)包括油箱、油泵、電磁溢流閥Ⅰ、開關(guān)閥、順序閥、蓄能器、回程油缸、壓料缸、主油缸、副油缸和單向閥Ⅱ；所述的主油缸和副油缸的活塞桿連接刀架，用于驅(qū)動刀架向下運動完成板材的剪切，回程油缸與刀架連接，用于驅(qū)動刀架向上做回程運動；所述的油泵通過電機驅(qū)動，油泵的吸油口連接油箱，出油口與順序閥的進口連接，順序閥的出口與主油缸的無桿腔連接；所述的電磁溢流閥Ⅰ的進口與油泵的出油口連接，電磁溢流閥Ⅰ的出口連接油箱；所述的主油缸的有桿腔和副油缸的無桿腔相連通，并通過開關(guān)閥連接油泵的出油口，開關(guān)閥和主油缸連接的管路上設置有截止閥Ⅱ；所述的蓄能器通過截止閥Ⅰ與油泵的出油口連接，蓄能器與回程油缸的有桿腔連接，回程油缸的無桿腔連通空氣；所述的壓料缸通過二位二通電磁閥與油泵的出油口連接，單向閥Ⅱ并聯(lián)在二位二通電磁閥的兩端。
進一步地，所述的壓料缸和二位二通電磁閥之間的管路上設置有單向減壓閥。
進一步地，所述的單向減壓閥通過壓力表開關(guān)Ⅱ連接壓力表Ⅱ。
進一步地，所述的蓄能器通過壓力表開關(guān)Ⅰ連接壓力表Ⅰ。
進一步地，所述的順序閥的出口與油箱之間設置電磁溢流閥Ⅱ。
進一步地，所述的電磁溢流閥Ⅰ的溢流壓力大于順序閥的開啟壓力，小于電磁溢流閥Ⅱ的溢流壓力。
進一步地，所述的油泵與油箱之間設置濾油器，油泵的出油管路上安裝單向閥Ⅰ。
進一步地，所述的油箱安裝有液位計，油箱通過空氣濾清器與空氣連通。
進一步地，所述的蓄能器為囊式蓄能器。
3、有益效果
相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為：
(1)本發(fā)明閘式剪板機液壓系統(tǒng)的控制方法，相比于現(xiàn)有的剪板機液壓系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)大大簡化，減少管路布置，元器件可集中到一個集成閥塊上，結(jié)構(gòu)更加緊湊，與同規(guī)格的剪板機相比整體重量可降低2.4％以上，剪板機造價減少至少4％，系統(tǒng)動作靈敏，無泄漏，工作穩(wěn)定可靠，且控制精度高，由于管路少，液壓油行程短，所以工作過程發(fā)熱少、噪音小，系統(tǒng)壓力較為穩(wěn)定，壓力損失可降低到最低；另外，該系統(tǒng)所能實現(xiàn)的功能多，包括預壓料、剪切、剪切角調(diào)節(jié)、故障檢修等，滿足各種工作需求；
(2)本發(fā)明閘式剪板機液壓系統(tǒng)的控制方法，壓料缸通過二位二通電磁閥與油泵的出油口連接，可以單獨控制壓料缸進行壓料，且壓料壓力可調(diào)，在壓力表Ⅱ上顯示壓力值，適應不同厚度板料的壓緊需求，順序閥的使用，實現(xiàn)壓料、剪切的順序功能可靠；
(3)本發(fā)明閘式剪板機液壓系統(tǒng)的控制方法，順序閥的出口與油箱之間設置電磁溢流閥Ⅱ，實現(xiàn)系統(tǒng)的過載保護，且電磁溢流閥Ⅰ的溢流壓力大于順序閥的開啟壓力，小于電磁溢流閥Ⅱ的溢流壓力，控制各閥的開啟順序，保證系統(tǒng)正常運行；
(4)本發(fā)明閘式剪板機液壓系統(tǒng)的控制方法，油泵與油箱之間設置濾油器，避污油進入系統(tǒng)咋成各液壓元件的損壞，油泵的出油管路上安裝單向閥Ⅰ，避免液壓油倒流進油泵而造成的損傷；
(5)本發(fā)明閘式剪板機液壓系統(tǒng)的控制方法，油箱安裝有液位計，實時監(jiān)測油箱內(nèi)液壓油高度，防止液壓油不足，能夠及時補充，油箱通過空氣濾清器與空氣連通，避免灰塵吸入造成液壓油污染；
(6)本發(fā)明閘式剪板機液壓系統(tǒng)的控制方法，蓄能器采用囊式蓄能器，能儲蓄能量，穩(wěn)定壓力，減少能耗，補償漏損，具有慣性小、反應靈敏、不易漏氣、適合用作消除脈沖等優(yōu)點，其充氣和維護容易，充氣也方便。
附圖說明
圖1為本發(fā)明中閘式剪板機液壓系統(tǒng)的液壓原理圖。
圖中：1、油箱；2、液位計；3、空氣濾清器；4、濾油器；5、油泵；6、電機；7、單向閥Ⅰ；8、電磁溢流閥Ⅰ；9、截止閥Ⅰ；10、開關(guān)閥；11、順序閥；12、壓力表開關(guān)Ⅰ；13、壓力表Ⅰ；14、蓄能器；15、回程油缸；16、壓料缸；17、截止閥Ⅱ；18、主油缸；19、副油缸；20、單向減壓閥；21、單向閥Ⅱ；22、二位二通電磁閥；23、電磁溢流閥Ⅱ；24、壓力表開關(guān)Ⅱ；25、壓力表Ⅱ。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例和附圖對本發(fā)明進一步進行描述。
實施例1
如圖1所示，本實施例的一種閘式剪板機液壓系統(tǒng)，包括油箱1、油泵5、電磁溢流閥Ⅰ8、開關(guān)閥10、順序閥11、蓄能器14、回程油缸15、壓料缸16、主油缸18、副油缸19和單向閥Ⅱ21。其中，所述的主油缸18和副油缸19的活塞桿連接刀架，用于驅(qū)動刀架向下運動完成板材的剪切，副油缸19采用柱塞缸，回程油缸15與刀架連接，用于驅(qū)動刀架向上做回程運動。
所述的油箱1安裝有液位計2，實時監(jiān)測液位高度，防止液壓油不足，能夠及時補充，油箱1通過空氣濾清器3與空氣連通，避免灰塵吸入造成液壓油污染。所述的油泵5通過電機6驅(qū)動，油泵5的吸油口通過濾油器4連接油箱1，出油口通過單向閥Ⅰ7與順序閥11的進口連接，順序閥11的出口與主油缸18的無桿腔連接；所述的電磁溢流閥Ⅰ8的進口與油泵5的出油口連接，電磁溢流閥Ⅰ8的出口連接油箱1；所述的順序閥11的出口與油箱1之間設置電磁溢流閥Ⅱ23，且電磁溢流閥Ⅰ8的溢流壓力大于順序閥11的開啟壓力，小于電磁溢流閥Ⅱ23的溢流壓力。
本實施例中，所述的主油缸18的有桿腔和副油缸19的無桿腔相連通，并通過開關(guān)閥10連接油泵5的出油口，開關(guān)閥10和主油缸18連接的管路上設置有截止閥Ⅱ17；所述的蓄能器14采用囊式蓄能器，能儲蓄能量，穩(wěn)定壓力，減少能耗，補償漏損，具有慣性小、反應靈敏、不易漏氣、適合用作消除脈沖等優(yōu)點，其充氣和維護容易，充氣也方便，蓄能器14通過截止閥Ⅰ9與油泵5的出油口連接，蓄能器14與回程油缸15的有桿腔連接，回程油缸15的無桿腔連通空氣，蓄能器14通過壓力表開關(guān)Ⅰ12連接壓力表Ⅰ13，開啟壓力表開關(guān)Ⅰ12，即可通過壓力表Ⅰ13實時監(jiān)測蓄能器14的壓力。
本實施例中，所述的壓料缸16通過二位二通電磁閥22與油泵5的出油口連接，單向閥Ⅱ21并聯(lián)在二位二通電磁閥22的兩端，且壓料缸16和二位二通電磁閥22之間的管路上設置有單向減壓閥20，單向減壓閥20通過壓力表開關(guān)Ⅱ24連接壓力表Ⅱ25，可實時監(jiān)測壓料缸16的壓力值。
本實施例中，電磁溢流閥Ⅰ8和電磁溢流閥Ⅱ23采用力士樂型號為DBW30B-50/31.5NZ5L的閥，工作電壓為DC 24V，電磁溢流閥Ⅰ8的溢流壓力設定為23MPa，電磁溢流閥Ⅱ23的溢流壓力設定為28MPa；截止閥Ⅰ9和截止閥Ⅱ17采用佳源牌的YJF-L20H；開關(guān)閥10采用博世開關(guān)閥0810，工作電壓DC 24V；順序閥11采用無錫油力牌的DZ30-50/21Y，設定開啟壓力為8MPa；壓力表開關(guān)Ⅰ12和壓力表開關(guān)Ⅱ24采用南宮市興華過濾器材制造廠的KF-L8/14E，壓力表Ⅰ13和壓力表Ⅱ25采用南宮市興華過濾器材制造廠的YN-60I-40MPA；蓄能器14采用武漢富泰盛機電設備有限公司的NXQ1-F40/31.5；單向減壓閥20采用福力德液壓機械廠家生產(chǎn)的JDF-B20H。
本實施例中，電磁溢流閥Ⅰ8的電磁鐵表示為YV0，開關(guān)閥10的電磁鐵表示為YV1，二位二通電磁閥22的電磁鐵表示為YV2，電磁溢流閥Ⅱ23的電磁鐵表示為YV3。下面對本液壓系統(tǒng)的控制動作進行詳細說明。
①系統(tǒng)卸荷待機狀態(tài)控制
YV0、YV1、YV2和YV3均斷電，油泵5啟動，壓力油經(jīng)單向閥Ⅰ7和電磁溢流閥Ⅰ8流回油箱1，系統(tǒng)處于卸荷待機狀態(tài)。
②預壓料控制
YV0得電，壓力油依次經(jīng)過單向閥Ⅰ7、單向閥Ⅱ21和單向減壓閥20進入壓料缸16，壓料缸16活塞下行壓緊板料，通過調(diào)節(jié)單向減壓閥20可控制壓料缸16的壓緊力，此時，即使油泵5不工作或YV0斷電，只要YV2未得電，壓料缸16處于壓料狀態(tài)不動，具有鎖緊功能；當YV2得電，在壓料缸16本身彈簧力作用下，壓料缸16內(nèi)液壓油釋放回油箱1，壓料缸16回到上死點，解除壓料。此種方式，可以單獨控制壓料缸16進行壓料，且壓料壓力可調(diào)，在壓力表Ⅱ25上顯示壓力值，適應不同長度和厚度板料的壓緊需求，尤其在超長板料剪切對線時，此功能非常有用。
③剪切控制(刀架下行)
YV0、YV3得電，壓力油首先進入壓料缸16，壓料缸16活塞下行壓緊板料，當系統(tǒng)壓力超過順序閥11的設定壓力，即8MPa，壓力油經(jīng)順序閥11進入主油缸18的無桿腔，由于主油缸18的有桿腔和副油缸19的無桿腔連通，所以主油缸18和副油缸19的同步驅(qū)動刀架下行，且回程油缸15有桿腔內(nèi)液壓油被壓入蓄能器14內(nèi)，回程油缸15無桿腔吸入空氣，蓄能器14內(nèi)充滿氮氣的氣囊被壓縮，為刀架的回程蓄能。
④回程控制(刀架上行)
YV2得電，其它電磁閥斷電，在壓料缸16彈簧的拉力作用下，壓料缸16內(nèi)液壓油被釋放回油箱1，壓料缸16回程，松開板料；同時，主油缸18無桿腔到油箱1的通道也打開，受蓄能器14內(nèi)氮氣壓力釋放作用，聚集在蓄能器14內(nèi)的液壓油開始驅(qū)動回程油缸15有桿腔活塞，推動刀架上行，回程油缸15無桿腔排出空氣直至上死點。
⑤刀架剪切角減小控制
YV0和YV1得電，打開截止閥Ⅱ17，壓力油經(jīng)開關(guān)閥10進入主油缸18的有桿腔和副油缸19的無桿腔，副油缸19活塞開始下行，刀架在副油缸19的驅(qū)動下和工作臺的夾角逐漸減小；當YV0和YV1斷電后，主油缸18和副油缸19被鎖定，刀架剪切角即被固定，關(guān)閉截止閥Ⅱ17，完成剪切角減小動作。在實際使用中，剪切薄板需要減小剪切角，有利于提高生產(chǎn)效率。
⑥刀架剪切角增大控制
YV1得電，打開截止閥Ⅱ17，副油缸19無桿腔內(nèi)的液壓油在回程油缸15的驅(qū)動下被壓回油箱1，副油缸19活塞上行，刀架在副油缸19的驅(qū)動下和工作臺的夾角逐漸增大；當YV1斷電，主油缸18和副油缸19被鎖定，刀架剪切角被固定，關(guān)閉截止閥Ⅱ17，完成剪切角增大動作。在實際使用中，剪切較厚的板料時，需要增大剪切角，提高剪切能力。
⑦蓄能器充液控制
YV0得電，系統(tǒng)建立壓力，調(diào)整順序閥11的充液壓力為12～16MPa，開啟截止閥Ⅰ9，此時系統(tǒng)壓力油經(jīng)截止閥Ⅰ9進入蓄能器14的油室，回程油缸15內(nèi)液壓油壓力逐漸變大，刀架在回程油缸15的作用力下慢慢升起直到上死點；當壓力達到順序閥11調(diào)定的充液壓力后壓力值趨于穩(wěn)定，此時快速關(guān)閉截止閥Ⅰ9，結(jié)束蓄能器14充液，重新調(diào)定順序閥11的工作壓力到8MPa，完成蓄能器14充液。此種結(jié)構(gòu)方式，在設備出現(xiàn)故障時，方便檢修。
⑧油缸充液控制
打開截止閥Ⅰ9，釋放蓄能器14內(nèi)的液壓油使刀架下落至下止點，打開截止閥Ⅱ17，再將副油缸19頂部的排氣螺塞微微松開一些，啟動油泵5，YV0和YV1得電，液壓油進入主油缸18的有桿腔和副油缸19的無桿腔內(nèi)，監(jiān)視排氣螺塞，開始有油液從排氣螺塞溢出時暫停充液操作，五分鐘后繼續(xù)進行充液操作，反復幾次以上操作，直到排氣口沒有氣體排出，即表示油缸內(nèi)已充滿油液，最后將排氣螺塞鎖緊即可。
本發(fā)明的閘式剪板機液壓系統(tǒng)，相比于現(xiàn)有的剪板機液壓系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)大大簡化，減少管路布置，元器件可集中到一個集成閥塊上，結(jié)構(gòu)更加緊湊，與同規(guī)格的剪板機相比整體重量可降低2.4％以上，剪板機造價減少至少4％，系統(tǒng)動作靈敏，無泄漏，工作穩(wěn)定可靠，且控制精度高，由于管路少，液壓油行程短，所以工作過程發(fā)熱少、噪音小，系統(tǒng)壓力較為穩(wěn)定，壓力損失可降低到最低。
本發(fā)明所述實例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明構(gòu)思和范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設計思想的前提下，本領(lǐng)域工程技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進，均應落入本發(fā)明的保護范圍。